JP2006506240A - Apparatus for dispersing and melting a flowable substance - Google Patents

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Abstract

An apparatus for dispersing and melting flowable substances includes axis-parallel supporting shafts rotatable in the same direction. Screw elements with the same direction of thread are fitted on the shafts so as to rotate in unison and intermesh. The screw elements have screw portions disposed at a progressive angular offset from each other with the same sense of rotation so as to form faces. The screw elements are of single- or double-flighted form. The axial length of each screw element is a fraction of the pitch of the screw crest of each screw portion.

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載された、流動可能な物質を分散し且つ融解するための装置に係わる。   The invention relates to an apparatus for dispersing and melting a flowable substance as described in the superordinate concept of claim 1.

このような装置においては、スクリュ−要素のみならず混練りブロック及び類似した処理要素が、支持シャフトに配設され，かくして駆動エネルギーの最適量を混練り動力及び混合動力に変換するのである。   In such a device, not only the screw elements but also the kneading blocks and similar processing elements are arranged on the support shaft, thus converting the optimum amount of drive energy into kneading power and mixing power.

処理工程においてプラスチックスを可能な限り均一・一様にスクリューに沿って分布・分散させるために、ＤＥ ３１ ３４ ４７９ Ａ１によれば、スクリュー押出機において、３条ねじ形状の一本のスクリューが、相互に累進的な変位角・偏角で支持シャフトに配設された複数のディスクに分割されているスクリュー押出機が、公知となっている。その結果ディスク上に形成されるフロント面には、半分の高さにおいて中心段壁が設けられていなければならないのであって、これによってスクリューの回転時には、関係するフロント面同士は、自由に相互に通過することが出来るようになるのである。   In order to distribute and disperse plastics along the screw as uniformly and uniformly as possible in the process step, according to DE 31 34 479 A1, in a screw extruder, a single screw in the form of a triple thread is 2. Description of the Related Art Screw extruders that are divided into a plurality of disks arranged on a support shaft at progressive displacement angles and declinations are known. As a result, the front surface formed on the disk must be provided with a central step wall at half the height, so that when the screw rotates, the related front surfaces are free to interact with each other. You will be able to pass through.

このような３条ねじ形状のスクリュー機械は幾何学的な位置関係により、スクリュー外径とスクリューコア径との最大比が僅か１．３６６１以下となる構造・仕様とすることが出来るに過ぎない。この場合、フロント面での有効スクリュー面積にみならず噛合いゾーンの面積も比較的小さくなるため、その結果プロセス工学的な効率は、実際上無視可能なほど小さくなる。   Such a three-threaded screw machine can only have a structure / specification in which the maximum ratio of the screw outer diameter to the screw core diameter is only 1.3661 or less due to the geometric positional relationship. In this case, not only the effective screw area on the front surface but also the area of the meshing zone is relatively small, so that the process engineering efficiency is practically negligible.

そのうえディスクの数が多くなるため、公知の装置は、製作コストが著しく高くなる。しかしながら、中でも装着組み立て時においてディスクがとり得る角配置が多いため、特により多くのスクリューを同時に取り付け・装着する必要がある場合は、多くの誤差の原因となりやすい。またこのようなディスクによって、半径方向の力を伝達するためのスクリューシャフトの曲げ強度が、検知可能なほどに低下することになり、そのため部分的な磨耗と破断危険性が増大する。
ＤＥ ３１ ３４ ４７９ Ａ１ In addition, the number of disks increases, so that the known devices are significantly more expensive to manufacture. However, since there are many angular arrangements that can be taken by the disk at the time of mounting and assembly, many errors are likely to be caused, particularly when it is necessary to mount and mount more screws at the same time. Such discs also reduce the bending strength of the screw shaft for transmitting radial forces to a detectable level, thereby increasing the partial wear and risk of breakage.
DE 31 34 479 A1

本発明の課題は、従来公知のスクリュー機械と同じように複数のスクリュー要素を装着することが可能であり、而もその駆動エネルギーを最適に変換して最適の均質分散化を実現するスクリュー機械を提供することである。   It is an object of the present invention to provide a screw machine that can mount a plurality of screw elements in the same manner as a conventionally known screw machine, and that realizes optimal homogenous dispersion by optimally converting its drive energy. Is to provide.

かかる課題は、本発明に従えば請求項１において特徴づけられる装置によって実現されるのである。請求項１に従属する請求項においては、本発明の有利な実施態様が記載される。   This object is achieved according to the invention by the device characterized in claim 1. In the claims dependent on claim 1, advantageous embodiments of the invention are described.

本発明に従えば、１条又は２条にねじ切りされた、通常の長さのスクリュー要素が、スプラインシャフトとして形成された支持シャフトに装着される。この場合、本装置のプロセス部の長さは、少なくとも当該スクリュー要素の外径の十倍に相当するのであり、またシャフトの回転数は、一分間当り少なくとも１００回転である。   According to the invention, a normal length screw element, threaded into one or two threads, is mounted on a support shaft formed as a spline shaft. In this case, the length of the process part of the apparatus corresponds to at least ten times the outer diameter of the screw element, and the rotational speed of the shaft is at least 100 revolutions per minute.

しかしながら貫通したスクリューねじ切りを有するスクリュー要素を備えた通常のスクリュー押出機とは異なって、本発明に従った装置のスクリュー要素の少なくとも一部は、同一回転方向で相互に累進的に捻れたセクションから構成される、１条又は２条ねじ形状のスクリュー要素によって形成される。このことによって、ねじ条の数に相当する数のフロント面が、カクセクションの両側に形成されるが、処理されるべき材料は、該フロント面を貫流する過程において、スクリューのねじ山頂のせん断エッジに沿って障害され且つ分断され、その結果内部混合が行われることになる。   However, unlike conventional screw extruders with screw elements with threaded threading, at least some of the screw elements of the apparatus according to the invention are from sections that are progressively twisted together in the same rotational direction. Constructed by a single or double threaded screw element. As a result, a number of front faces corresponding to the number of threads are formed on both sides of the knot section, but the material to be treated is sheared at the screw crest of the screw in the process of flowing through the front face. Along the line, resulting in internal mixing.

粘稠なマトリックス中に固体物質を分散させるに際しては、粒状物や凝塊物を最適に破砕することは、これまでに成功したことはなかった。そのための幾つかの理由の一つは、部分的に過剰な圧力蓄積が生じて、このためエネルギー消費が高くなると共に相応の温度上昇が惹起されるが、而も凝塊物の破砕は不充分となることである。   In dispersing a solid material in a viscous matrix, it has never been successful so far to optimally break up particulates and agglomerates. One of several reasons for this is that, in part, excessive pressure build-up results in higher energy consumption and a corresponding increase in temperature, but the clots are not sufficiently broken up. It is to become.

μ（ミクロン）領域の固体物質、例えば染料は、液体状態では凝塊物を形成するはずであり、破砕するためには圧力差に基因する流動化によって相互に破断・断裂されるのである。本発明に従った装置を用いることによって、混練りブロックなどを配設・装着した公知のスクリュー押出機とは異なって、実質的な温度上昇を伴なうことなく凝塊物に対して作用する膨張流動が生成されるのである。このため本発明に従えば、非生産的なエネルギー部分が、大幅に低減される。   Solid materials in the μ (micron) region, such as dyes, should form agglomerates in the liquid state and are ruptured and ruptured from each other by fluidization due to pressure differences to break up. By using the apparatus according to the present invention, unlike a known screw extruder provided with a kneading block or the like, it acts on an agglomerate without a substantial increase in temperature. An expansion flow is generated. Thus, according to the present invention, the non-productive energy portion is greatly reduced.

本発明に従えば、スクリュー要素のスクリュー部分のうち搬送作用を有する１条又は２条ねじ形状のスクリューねじは、相対的に短い構造・仕様とされる。即ち、各スクリュー部分のスクリューねじ山の頂は、僅かにピッチの分数であるに過ぎない。各スクリュー部分のスクリューのねじ山頂の間の軸心距離・間隔はかくして、好ましくはスクリューねじの深さを上回ることはないのである。この場合、各スクリュー要素のスクリュー部分についてスクリューねじ山頂の軸方向長さは、種々に異なるように形成すればよい。   According to the present invention, the single or double threaded screw screw having a conveying action in the screw portion of the screw element has a relatively short structure and specification. That is, the top of the screw thread of each screw portion is only a fraction of the pitch. Thus, the axial distance and spacing between the screw crests of the screws of each screw part is thus preferably not greater than the depth of the screw thread. In this case, what is necessary is just to form the axial direction length of a screw thread peak about the screw part of each screw element so that it may differ variously.

各スクリュー要素について同一回転方向で逐次的な偏角で設置されたスクリュー部分によって、階段状に偏角で設置された表面が形成される。   A screw portion installed at successive declinations in the same rotational direction for each screw element forms a surface arranged at a declination stepwise.

スクリュー要素のスクリュー部は、相互に累進的・累進的に、同一回転方向で角度により変位するため、階段状に偏角するフロント面が形成されるのである。   Since the screw portions of the screw elements are displaced progressively and progressively by the angle in the same rotational direction, a front surface that is deviated stepwise is formed.

各スクリュー要素のスクリュー部分の偏角は、好ましくは最大ピッチの三分の二で反復・繰り返される。 The declination of the screw portion of each screw element is preferably repeated and repeated at two thirds of the maximum pitch.

スクリュー要素の１条又は２条ねじ形状とした構成・仕様により、相対的に大きな有効フロント面が得られる。   A relatively large effective front surface can be obtained by the configuration and specifications of the single or double thread shape of the screw element.

計算の結果、２条ねじ形状のスクリュー及び１条ねじ形状のスクリューは、他の寸法は等しいものとした同一サイズの三条ねじ形状のスクリューと比較して、有効表面がそれぞれ２１パーセント及び４２パーセント以上大きいことが判明した。軸間距離を一定として外径を２８．３から３０ミリメートルに大きくすると、決定的な重要数値（１６）及び（８）は、殆ど倍増させることが出来る。   As a result of the calculation, the double-threaded screw and the single-threaded screw have an effective surface of 21% or more and 42% or more, respectively, as compared to the same-size triple-threaded screw that is the same in other dimensions. It turned out to be big. If the outer diameter is increased from 28.3 to 30 millimeters with a constant axis distance, the critical values (16) and (8) can be almost doubled.

このようなフロント面の有効性は更には、スクリュー要素のスクリュー部分が相互に変位・オフセットされる角度にも依存して変わる。このような偏角の角度は好ましくは可能な限り大きくなるように選択される。即ち例えば、１条ねじ形状のスクリュー部分の場合はほぼ１８０°であり、また２条ねじ形状のスクリュー部分についてはほぼ９０°である。   The effectiveness of such a front surface also varies depending on the angle at which the screw portions of the screw element are displaced and offset from each other. Such a declination angle is preferably selected to be as large as possible. That is, for example, in the case of a single threaded screw portion, it is approximately 180 °, and in the case of a double threaded screw portion, it is approximately 90 °.

このフロント面は更には、湿潤させることによって分散表面とすることが出来る。また均質分散化及び分散化工程の効率は、当該スクリュー機械の二本のスクリューシャフトが相互に噛み合う領域において、あるシャフトのスクリュー部分のフロント面が、別のシャフトのスクリュー要素の隣接するフロント面からとる距離に依存して異なるのである。即ち、二つのフロント面の距離が増大すると、半径方向の自由流れの断面積が増加し、その結果噛合い領域のせん断速度が小さくなる。この噛合い領域における流れ方向は、噛合い領域外とは全く異なって走行するため、当該製品は、本発明に従った装置を用いると噛合い領域内での延伸と圧縮によって高度に効果的な均質分散化と分散化工程に供せられることになる。本発明に従った装置によって実現される、優れた分散結果に決定的に重要なことは、スクリューねじ及び噛合い領域における軸方向の供給を行う自由流れは、粘度低下を伴なうことなく生成させることが出来るのであって、これによって破砕・分散された凝塊物の破断面が、更なる力が凝塊物に有効に作用する前に湿潤化され、かくしてさらに破砕・分散される、ということである。   Further, the front surface can be made a dispersed surface by wetting. In addition, the efficiency of the homogenization and dispersion process is such that the front surface of the screw part of one shaft is moved from the adjacent front surface of the screw element of another shaft in the region where the two screw shafts of the screw machine are engaged with each other. It depends on the distance taken. That is, as the distance between the two front surfaces increases, the cross-sectional area of the free flow in the radial direction increases, and as a result, the shear rate of the meshing region decreases. Since the direction of flow in this meshing region travels completely different from that outside the meshing region, the product is highly effective by stretching and compression in the meshing region when using the device according to the invention. It will be used for homogeneous dispersion and dispersion processes. Of critical importance to the excellent dispersion results achieved by the device according to the invention, the free flow with axial feeding in the screw screw and the meshing region is generated without a decrease in viscosity. This means that the fracture surface of the crushed and dispersed agglomerate is wetted before further force is effectively applied to the agglomerate, thus further crushing and dispersing. That is.

支持シャフトに取り付け・装着されたスクリュー要素には、動力伝達及び位置決めのためにスプラインを一本だけ配設する。この場合、２条ねじ形状のスクリュー要素のスクリュー部分の軸長さは、ピッチの半分の整数倍とすればよい。即ち、例えばピッチが３０ｍｍである場合は、スクリュー部分の軸長さは、１５ｍｍ又はその整数倍であればよいのである。しかしながら、最新の支持シャフトは、動力伝達をよくするため多数の刃、例えば２４本の刃を備えたスプラインを装着している。このような場合は、１条ねじ形状のスクリュー要素のスクリュー部分の軸長さは、ピッチの２４分の１となればよく、即ちピッチが例えば３０ｍｍの場合，スクリュー部分の軸長さは、１．２５ｍｍ又はその整数倍であればよい。即ち、スクリュー部分の軸長さは、好ましくは以下の公式から得られる：ねじ山数とスプライン噛合いの刃の数との積でピッチを除した数か、又はその整数倍。   Only one spline is disposed on the screw element attached to and attached to the support shaft for power transmission and positioning. In this case, the axial length of the screw portion of the double-threaded screw element may be an integral multiple of half the pitch. That is, for example, when the pitch is 30 mm, the axial length of the screw portion may be 15 mm or an integer multiple thereof. However, modern support shafts are equipped with a number of blades, for example a spline with 24 blades, to improve power transmission. In such a case, the axial length of the screw portion of the single-threaded screw element may be 1/24 of the pitch, that is, when the pitch is, for example, 30 mm, the axial length of the screw portion is 1 .25 mm or an integral multiple thereof may be used. That is, the axial length of the screw part is preferably obtained from the following formula: the product of the number of threads and the number of blades of the spline mesh, divided by the pitch, or an integer multiple thereof.

ねじ山の数が小さい場合及び/又はスプライン噛合いの刃数が多い場合は、スクリュー部分は、より短くすることが出来ることが判る。しかしながら、スクリュー要素のスクリュー部分の偏角は、好ましくは最大ピッチの四分の三に従って反復・繰り返される。 It can be seen that the screw portion can be made shorter when the number of threads is small and / or when the number of spline meshing blades is large. However, the deflection angle of the screw portion of the screw element is preferably repeated and repeated according to three quarters of the maximum pitch.

しかしながらかかるスクリュー要素は、軸長さがピッチの長さに相当するか又はそれ以上であるようなスクリュー部分を一つ又はそれ以上有していてもよい。スクリュー要素のスクリュー部分が有するスクリューねじ山頂の軸長さも従って、種々に変えて形成することが出来る。好ましくは、スクリュー要素のスクリュー部分のピッチは、スクリューの外径に等しいか又はこれより大きいのである。あるスクリュー要素の隣接する二つのスクリュー部分間における変位角度は、すべてのスクリュー部分について等しくしても良いか又は種々に異なる変位角度を用いてもよい。   However, such screw elements may have one or more screw portions whose axial length corresponds to or exceeds the pitch length. Accordingly, the axial length of the screw thread crest of the screw portion of the screw element can be changed in various ways. Preferably, the pitch of the screw portion of the screw element is equal to or greater than the outer diameter of the screw. The displacement angle between two adjacent screw portions of a screw element may be equal for all screw portions or different displacement angles may be used.

本発明に従ったスクリュー機械は、スクリュー要素が一回転した場合一ピッチだけ固体を加圧することなく軸方向に搬送し、一方同時に粘ちゅうな物質は、スクリュー要素が一回転した場合高々半ピッチだけ搬送する。本発明に従った装置のスクリュー要素の搬送挙動は従って、粘ちゅうな物質においては搬送物質の内部摩擦、従ってその粘度に決定的に依存して異なるのである。   The screw machine according to the present invention transports the solid in the axial direction without pressurizing only one pitch when the screw element makes one revolution, while at the same time the viscous substance is at most half pitch when the screw element makes one revolution. Transport. The conveying behavior of the screw element of the device according to the invention is therefore different depending on the internal friction of the conveying substance and thus its viscosity in viscous substances.

先行するスクリュー要素に対して後続スクリュー要素が有する変位角度によって、自由スクリューねじにおいては一つの自由なフロント側面が生成し、これによって軸方向の物質流れが実質的に変化することになる。   Depending on the displacement angle of the subsequent screw element relative to the preceding screw element, a free front side is created in the free screw screw, which substantially changes the axial material flow.

即ち、当該物質は、この自由フロント面によって先ず軸方向にせき止められ、次いで実質的にスクリューシャフトの新たな半径方向の回転方向において再び加速されるか又は伸長・伸展されるのである。スクリュー/ハウジングの共同相互作用に引き続いて、対象スクリューと対向スクリューとの共同相互作用が、噛合い領域内で円周方向に発生するのであるが、この共同相互作用は、実質的にハウジングの作用・影響を伴なうことなく生起するものであり、強力な材料加速によって特徴ずけられるものである。同時に一部は材料流れの急激な転回及び関与するスクリューの自由フロント面の対向滑動通過とが生起し、その結果再度、強力な伸長・伸展プロセスとせん断プロセスが惹起されるに到る。重要なことは、このような場合には単に部分的領域ではなく、全体の材料流れが関与してくるということである。   That is, the material is first damped in the axial direction by this free front surface and then accelerated or stretched and extended substantially in the new radial direction of rotation of the screw shaft. Subsequent to the screw / housing joint interaction, the joint interaction between the subject screw and the counter screw occurs circumferentially within the meshing region, but this joint interaction is substantially the effect of the housing. • It occurs without impact and is characterized by powerful material acceleration. At the same time, a rapid turn of the material flow and an opposing sliding passage of the free front face of the screw involved take place, resulting in a strong extension / extension process and a shearing process again. What is important is that in this case the entire material flow is involved, not just a partial area.

このような効率を上げるためまたかかるプロセス工程を反復させるために、本発明に従ったスクリュー要素は、何れの場合にも少なくとも三つのスクリュー部分を有する。   In order to increase such efficiency and to repeat such process steps, the screw element according to the invention has in each case at least three screw parts.

スクリュー要素のスクリュー部分間の変位角・偏角としてはねじ山頂角度のほぼ半分であるのが好ましいのであるが、その理由は、かかる偏角とすることによって表面積の大きなフロント面、従って湿潤可能な表面積の大きなフロント面が生成し、可能な限り大きな作用を実現することが出来るからである。   It is preferable that the displacement angle between the screw parts of the screw element is approximately half of the crest angle, because the front surface has a large surface area, and therefore can be wetted. This is because a front surface having a large surface area is generated, and an effect as large as possible can be realized.

スクリューの半径方向クリアランスにおいて回転軸に対して垂直となるスクリュー要素に均一な開口断面を設けることによって、さらに２条ねじ形状のスクリューの個別のねじ山頂において均一な流れ分布を得ることが可能となるのである。   By providing a uniform opening cross-section in the screw element that is perpendicular to the axis of rotation in the radial clearance of the screw, it is possible to obtain a more uniform flow distribution at the individual screw crests of the double-threaded screw. It is.

同時に本発明に従ったスクリュー要素は、従来公知のスクリュー要素と同様に支持シャフトに何らの問題も無く取り付け・装着することが出来る。 At the same time, the screw element according to the present invention can be mounted and mounted on the support shaft without any problems in the same manner as a conventionally known screw element.

当該相互噛合い領域において回転及びせん断による可能な限り効果的なエネルギー消費を達成・実現させるために、ある一本のシャフトのスクリュー要素のフロント面は、二本のスクリューシャフトの相互噛合い領域において別のシャフトもスクリュー要素の隣接フロント面からは相互に一定の距離をおいて配設されるのである。このために、これらスクリュー部分のフロント面は、好ましくは回転軸に対して共軸である円錐表面部分として形成されるが、この際一つのスクリュー部分について二つのフロント面の円錐表面部分とも、共通台を有する二重円錐の上に位置するか、又は隣接するスクリュー部分の相互に対向するフロント面は、一本の共通軸を有する二重円錐の上に位置することになる。この円錐角度は、従って回転軸とフロント面が位置する円錐表面との角度は、好ましくは少なくとも５０°であり、特に６０と８０°との間である。   In order to achieve and achieve the most effective energy consumption by rotation and shear in the mutual meshing area, the front face of the screw element of one shaft is in the mutual meshing area of the two screw shafts. The other shafts are also arranged at a certain distance from the adjacent front face of the screw element. For this purpose, the front surfaces of these screw parts are preferably formed as conical surface parts that are coaxial with the axis of rotation, but in this case both the conical surface parts of the two front surfaces are common to one screw part. The opposing front surfaces of the double cones with the pedestals or adjacent screw parts will be located on the double cones with one common axis. This cone angle is therefore preferably at least 50 °, in particular between 60 and 80 °, between the axis of rotation and the conical surface on which the front face is located.

本発明に従った装置は、少なくとも二本の相互に噛合うスクリューシャフトを有するのであるが、さらに多くの相互に噛合うスクリューシャフトを有していてもよい。例えばＥＰ−０７８８８６７Ｂ１に記載されたように、ハウジング内部の空間において一つの円に沿って等しい中心角距離をおいて配設された多くのシャフトを有していてもよい。   The device according to the present invention has at least two mutually meshing screw shafts, but may have many more mutually meshing screw shafts. For example, as described in EP-0788867B1, you may have many shafts arranged at equal central angular distances along a circle in the space inside the housing.

以下において、本発明を例として図面に言及してより詳細に説明する。   In the following, the invention will be described in more detail by way of example with reference to the drawings.

図面に従えば、軸に平行する二本の支持シャフト１，２は、矢印Ａ，Ａ’に従って同一方向にギア―（図示していない）によって駆動される。何れの支持シャフト１、２においても、複数のスクリュー要素が装着されるのであるが、一つのスクリュー要素３、３’のみを各支持シャフト１、２において示す。   According to the drawing, the two support shafts 1, 2 parallel to the axis are driven by gears (not shown) in the same direction according to arrows A, A '. A plurality of screw elements are mounted on any of the support shafts 1 and 2, but only one screw element 3 and 3 ′ is shown in each of the support shafts 1 and 2.

スクリュー要素３、３’を回転不能に連結するために、当該支持シャフト１，２には、多数のリブ又は歯４、４’を有するスプラインを設けるが、このリブ又は歯は、スプラインハブを形成するスクリュー要素３、３’の中核部に設けた穿孔部において相当する数の長手方向のグルーブ５、５’と係合する。   In order to non-rotatably connect the screw elements 3, 3 ', the support shafts 1, 2 are provided with splines having a number of ribs or teeth 4, 4', which ribs or teeth form a spline hub. In the perforations provided in the core of the screw elements 3, 3 'to be engaged, a corresponding number of longitudinal grooves 5, 5' are engaged.

ハウジング６の内部においては、二つの穿孔部７、７’が設けられ、これによってスクリュー要素３、３’を備えたシャフト１、２を受容・収納する。この穿孔部７、７’は、断面において交差し、その結果スクリュー要素３、３’は、領域８内において相互に噛合い把持する。   Inside the housing 6, two perforations 7, 7 'are provided to receive and house the shafts 1, 2 with the screw elements 3, 3'. The perforations 7, 7 ′ intersect in cross section, so that the screw elements 3, 3 ′ mesh with each other in the region 8.

スクリュー要素３、３’は、一体となっており、何れも一つの部品のみから形成され、スクリュー部分１１、１２、１３、１４又は１１’、１２’、１３’、１４’を有する。各スクリュー要素３、３’のスクリュー部分１１、１２、１３、１４又は１１’、１２’、１３’、１４’は、同一回転方向において同一角度で累進的に相互に偏角する。   The screw elements 3, 3 ′ are integral and are all formed from only one part and have screw parts 11, 12, 13, 14 or 11 ′, 12 ′, 13 ′, 14 ′. The screw portions 11, 12, 13, 14 or 11 ', 12', 13 ', 14' of each screw element 3, 3 'are progressively deviated from each other at the same angle in the same rotational direction.

各スクリュー部分１１、１２、．．．は従って、前部フロント面及び後部フロント面１５、１６又は１５’、１６’を有しており、これらのスクリュー部分は同一である。即ち、これらは、２条ねじ形状であり、ピッチ角度及び軸長が同一である。   Each screw part 11, 12,. . . Therefore has a front front surface and a rear front surface 15, 16 or 15 ', 16', these screw parts being identical. That is, they have a double thread shape, and have the same pitch angle and axial length.

図１においてシャフト１に装着したスクリュー要素３について示すように、各スクリュー要素３、３’のねじ山頂１７、１８、１９、２０は、一本のスクリューラインに沿って走行・伸展するのではなく、相互に平行して走行するスクリューライン２１、２２、．．．に沿って走行・伸展するのである。 As shown for the screw element 3 attached to the shaft 1 in FIG. 1, the screw crests 17, 18, 19, 20 of each screw element 3, 3 ′ do not travel and extend along a single screw line. , Screw lines 21, 22,. . . It runs along and extends along.

２条ねじ形状のスクリュー部分１１、１２、．．．の軸長ａｌ、従ってスクリュー部分１１、１２、．．．の偏角は、ピッチの同一分数に従って反復・繰り返すのである。   Double threaded screw portions 11, 12,. . . Shaft length al, and thus the screw portions 11, 12,. . . The declination of is repeated and repeated according to the same fraction of the pitch.

各スクリュー部分１１、１２、．．．のスクリューねじ山頂２１、２２、．．．の軸間距離ａｋは、スクリューねじ山の深さｔよりも上回ることはない。   Each screw part 11, 12,. . . Screw threads 21, 22,. . . The inter-axis distance ak does not exceed the screw thread depth t.

全てのスクリュー部分１１、１２、．．．のフロント面１５、１６、１５’、１６’は、シャフトと共軸である円錐上に位置するのであるが、この場合スクリュー部分１２、１１’の二つのフロント面１５、１６又は１５’、１６’とも、一つの共通の台を有する二重円錐上に位置する。この円錐角は、何れの場合も同一であり、例えば７０°であればよい。   All screw parts 11, 12,. . . The front surfaces 15, 16, 15 ', 16' are located on a cone that is coaxial with the shaft, in this case the two front surfaces 15, 16 or 15 ', 16 of the screw parts 12, 11'. 'Both are located on a double cone with one common platform. This cone angle is the same in any case, and may be, for example, 70 °.

各スクリュー部分１１、１２、．．．の表面は、二つのフロント面１５、１６、．．．二つのスクリューねじ山頂１７、１８、．．．及び二つのスクリューねじ山頂の間のスクリュー表面２５、２６とから構成される。   Each screw part 11, 12,. . . The surface of the two front surfaces 15, 16,. . . Two screw threads 17, 18,. . . And screw surfaces 25, 26 between the two screw crests.

相互噛合い領域８においては、シャフト１の上のスクリュー要素３のフロント面１５、１６、．．．は、シャフト2の上のスクリュー要素３’の隣接するフロント面からは一定の距離・間隔Ａをおく。   In the interengagement region 8, the front faces 15, 16,. . . Is spaced from the adjacent front face of the screw element 3 ′ on the shaft 2 by a certain distance / interval A.

隣接するシャフトと相互に噛み合う、同一ねじ方向のスクリュ−要素が捻れロックされて配設された、軸並行で、同一方向に回転可能である支持シャフトを少なくとも二本有する、流動性物質を分散し且つ溶融するための装置において、少なくとも一対の相互に噛み合うスクリュー要素について、各スクリュー要素が、同一回転方向で相互に累進的な角変位・偏角において配設され且つ１条ねじ又は２条ねじ形状に形成されたスクリュー部分から構成され、かくしてフロント面を形成することを特徴とする前記装置は、その駆動エネルギーを材料の均質な加工及び処理に最適に転換することが出来るので、産業上極めて有用である。 Disperse a flowable material having at least two support shafts that are axially parallel and rotatable in the same direction. And at least a pair of mutually meshing screw elements in the apparatus for melting, each screw element is disposed at a progressive angular displacement and declination with respect to each other in the same rotational direction and has a single thread or double thread shape The device characterized in that it is composed of a screw part formed in the above, thus forming the front surface, is extremely useful industrially because it can optimally convert its driving energy into homogeneous processing and processing of the material It is.

二つの相互に噛合うスクリュー要素の側面図である。FIG. 3 is a side view of two interengaging screw elements. ハウジング内に配設されたスクリュー要素を図１の線ＩＩ−ＩＩに沿って切断した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 of the screw element disposed in the housing.

Claims (10)

隣接するシャフトと相互に噛み合う、同一ねじ方向のスクリュ−要素が捻れロックされて配設された、軸並行で、同一方向に回転可能である支持シャフトを少なくとも二本有する、流動性物質を分散し且つ溶融するための装置において、少なくとも一対の相互に噛み合うスクリュー要素（３、３’）について、各スクリュー要素（３、３’）が、同一回転方向で相互に漸進・累進的な角変位・偏角において配設され且つ１条ねじ又は２条ねじ形状に形成されたスクリュー部分（１１、１２、１３、１４；１１’、１２’、１３’、１４’）から構成されて、かくしてフロント面（１５、１６；１５’、１６’）を形成することを特徴とする前記装置。 Disperse a flowable material having at least two support shafts that are axially parallel and rotatable in the same direction. In the melting device, at least a pair of mutually meshing screw elements (3, 3 ′), the screw elements (3, 3 ′) are gradually and progressively displaced in the same rotational direction. It is composed of screw parts (11, 12, 13, 14; 11 ′, 12 ′, 13 ′, 14 ′) arranged at the corners and formed in a single or double thread shape, thus the front surface ( 15, 16; 15 ′, 16 ′). 各スクリュ−部分（１１、１２、．．．）の軸長さ（ａｌ）が、各スクリュー部分（１１、１２）のスクリューねじ山の頂（２１、２２、．．．；２１’、２２’、．．．）のピッチの分数であることを特徴とする、請求項１において記載された装置。 The axial length (al) of each screw part (11, 12,...) Is the sum of the screw threads (21, 22,...; 21 ′, 22 ′ of each screw part (11, 12). 2. The apparatus of claim 1, wherein the apparatus is a fraction of a pitch of. 各スクリュ−部分（１１，１２、．．．）の軸長さ（ａｌ）が、各該ピッチの高々２／３であることを特徴とする、請求項２において記載された装置。 Device according to claim 2, characterized in that the axial length (al) of each screw part (11, 12, ...) is at most 2/3 of each said pitch. 各スクリュー要素（３、３’）のスクリュー部（１１、１２、．．．）におけるスクリューねじ山の頂の軸長さ（ａｋ）が、種々に異なることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項において記載された装置。 The axial length (ak) of the top of the screw thread in the screw part (11, 12, ...) of each screw element (3, 3 ') is different in various ways. An apparatus as described in any one of the above. あるスクリュー要素（３、３’）の隣接するスクリュー部分（１１、１２、．．．）が、異なる変位角・偏角を有することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項において記載された装置。 5. Adjacent screw parts (11, 12,...) Of a screw element (3, 3 ′) have different displacement angles / declinations. The described device. スクリュー部分（１１、１２、．．．）のピッチが、スクリュー径（Ｄ）と等しいか又はこれより大きいことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項において記載された装置。 6. The device according to claim 1, wherein the pitch of the screw parts (11, 12,...) Is equal to or greater than the screw diameter (D). 該スクリュー部分（１１、１２、．．．）のフロント面（１５、１６；１５’、１６’）が、回転軸と共軸である円錐上に位置するに際して、スクリュー部分（１１、１２、．．．）のフロント面（１５、１６；１５’、１６’）が位置する円錐が、一つの共通台を有する二重円錐を形成することを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項において記載された装置。 When the front surfaces (15, 16; 15 ', 16') of the screw parts (11, 12, ...) are located on a cone that is coaxial with the axis of rotation, the screw parts (11, 12, ...). 7.), the cone on which the front face (15, 16; 15 ', 16') is located forms a double cone with one common platform. The device described in the section. 該スクリュ−部分（１１、１２、．．．）のスクリューねじ山の頂（２１、２２、．．．）の軸距離が、スクリューねじ山の高さ（ｔ） ｘ ｔｇ（フロント面（１５、１６；１５’、１６’）の９０°円錐角度）ｘ ２を上回らないことを特徴とする、請求項７において記載された装置。 The axial distance of the screw thread crests (21, 22,...) Of the screw parts (11, 12,...) Is the screw thread height (t) x tg (front surface (15, 16. The device according to claim 7, characterized in that it does not exceed a 90 ° cone angle) x 2 of 16; 15 ′, 16 ′). 該円錐角が、少なくとも５０°であることを特徴とする、請求項７又は８において記載された装置。 9. Device according to claim 7 or 8, characterized in that the cone angle is at least 50 [deg.]. スクリュー要素（３、３’）が、軸長さがスクリュー径の二倍に相当するスクリュー部分を少なくとも一つ有することを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項において記載された装置。


10. The device as claimed in claim 1, wherein the screw element (3, 3 ') has at least one screw part whose axial length corresponds to twice the screw diameter. .


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